汽車防誤踩加速踏板強制制動裝置

徐昭，王立明，鄧麗麗

引言

隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，汽車正在快速進入普通家庭，越來越多人正在走向汽車駕駛的行列。在行車過程中，特別是初學駕車者，遇到緊急情況時錯把加速踏板當作制動踏板而引發(fā)的交通事故時有發(fā)生，而目前汽車的結(jié)構(gòu)設計，無法防止此類誤操作所帶來的不良后果。

為此，研究設計一種安全可靠、工作穩(wěn)定、在誤踩加速踏板時能實施強制制動的裝置，對有效化解緊急情況時駕駛員誤踩加速踏板所帶來的危害、防止交通事故的發(fā)生、保護人民生命和財產(chǎn)安全具有極為重要的現(xiàn)實意義。

1、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

在國內(nèi)，華東交通大學李駿研究的“汽車防誤踩油門緊急制動裝置”（2004年），主要由加速踏板拉桿、單向離合器等組成。加速踏板拉桿與加速踏板轉(zhuǎn)軸固連，加速踏板轉(zhuǎn)軸與另一轉(zhuǎn)軸間設有嚙合齒輪，另一轉(zhuǎn)軸通過單向離合器與連接塊相連，連接塊上設有制動拉桿，制動拉桿與制動拉索相連。當出現(xiàn)緊急情況駕駛員誤踩加速踏板時，踏板拉桿帶動加速踏板轉(zhuǎn)軸、嚙合齒輪使另一轉(zhuǎn)軸快速轉(zhuǎn)動，當達到一定轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)軸上的單向離合器就使連接塊與轉(zhuǎn)軸固連而帶動制動拉桿轉(zhuǎn)動，使汽車停車。正常情況下，駕駛員慢踩加速踏板，單向離合器不工作。[1]但“當達到一定轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)軸上的單向離合器就使連接塊與轉(zhuǎn)軸固連”，在實際應用中較難實現(xiàn)。

鄭州輕型汽車制造廠賈佳鵬研究的“防誤踩油門裝置的設計構(gòu)想”（2006年），核心元件是加裝加速踏板承接力度傳感器。在加速踏板的力度（或速度、或加速度）達到設定值后，觸發(fā)傳感器產(chǎn)生動作信號，以驅(qū)動執(zhí)行元件實現(xiàn)制動。[2]該裝置如何將電動機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)椴忍ぬぐ暹\動，仍是個需要研究的問題。而且可以想象，在需要緊急制動時，用直流串激電動機來驅(qū)動制動踏板，可能比較慢，很難達不到迅速制動、避免危險的目的。

國外有關防誤踩加速踏板裝置的研究開展較早，實現(xiàn)的方式與國內(nèi)的相近，但技術也都不太成熟，因此均沒有得到推廣應用。

3、本裝置研發(fā)情況

3.1 設計的目的

為了防止現(xiàn)有汽車在緊急制動時駕駛員誤踩加速踏板可能引發(fā)的交通事故，本裝置在正常踩踏加速踏板（即慢踩加速踏板）時不起強制制動作用，汽車正常行駛；而在快速踩踏加速踏板（即遇緊急情況駕駛員誤將加速踏板當作制動踏板踩踏）時則可使汽車強制制動并停車。在放松加速踏板后，該裝置能夠自動解除制動，使汽車迅速恢復到制動前的狀態(tài)。

3.2 本裝置的結(jié)構(gòu)與工作原理

如圖1所示，本裝置主要由加速踏板1、加速踏板油缸2、浮動閥3、儲液室4、重閥5、單向閥彈簧6、單向閥7、重閥彈簧8、制動踏板油缸9、制動踏板10、制動踏板油缸11、杠桿、加速踏板油缸杠桿12等組成。

圖中，加速踏板1的下方和制動踏板10的上方分別通過加速踏板油缸杠桿12和制動踏板油缸杠桿11鉸接一加速踏板油缸2和制動踏板油缸9，加速踏板油缸2一路通過浮動閥3與儲液室4相通，另一路通過重閥5和單向閥7總成與制動踏板油缸9相通。浮動閥3左側(cè)壓力低時處于浮動狀態(tài)，即開啟狀態(tài)，使油液與儲液室4相通，壓力高時浮動閥3則處于關閉狀態(tài)。重閥5上端設有使其落座關閉的重閥彈簧8，重閥5內(nèi)部設有單向閥7及單向閥彈簧6，重閥5上端內(nèi)側(cè)為單向閥7的閥座。重閥5下端壓力低時將在重閥彈簧8和重閥自重的作用下處于關閉狀態(tài)，壓力高時則打開使油液進入制動踏板油缸9。單向閥7在單向閥彈簧6的作用下通常處于關閉狀態(tài)，當制動踏板油缸9的壓力高時則打開使油液流回加速踏板油缸2。

正常行駛時，踩踏加速踏板較慢。當慢踩加速踏板1時，由于加速踏板油缸2的液壓力上升慢，浮動閥3不能關嚴，油液便進入儲液室4，而重閥5在其重力和重閥彈簧8的作用下關閉，油液不能進入制動踏板油缸 9，因此制動踏板不動作，即慢踩加速踏板時，此裝置不起作用，汽車正常行駛。

當遇緊急情況，駕駛員快速誤踩加速踏板1時，加速踏板油缸2的液壓力迅速上升，浮動閥3在液壓力作用下關閉，同時單向閥7在液壓力和單向閥彈簧6彈簧力的作用下關閉，重閥5便在液壓力的作用下克服重閥彈簧8而打開，油液便進入制動踏板油缸9推動制動踏板10實施強制制動，使汽車減速停車，達到防誤踩加速踏板強制制動的目的。

當危險解除，放松加速踏板1時，加速踏板將在其回位彈簧屬汽車固有部件，圖中未畫出的作用下回位。重閥5在制動踏板油缸9的液壓力和重閥自重的作用下落座關閉，與此同時，單向閥7在液壓力的作用下打開，使制動踏板油缸9中的壓力降低，解除制動，恢復常態(tài)。

3.3 關鍵技術

⑴在加速踏板的下方和制動踏板的上方分別設置加速踏板油缸和制動踏板油缸，加速踏板油缸一路通過浮動閥與儲液室相通，另一路通過重閥和單向閥總成與制動踏板油缸相通。其核心技術是：慢踩加速踏板時浮動閥處于浮動狀態(tài)，即開啟狀態(tài)，快踩加速踏板時浮動閥處于關閉狀態(tài)。

⑵重閥上端設有使其落座關閉的重閥彈簧，重閥內(nèi)部設有單向閥及單向閥彈簧，重閥上端內(nèi)側(cè)為單向閥的閥座。

⑶加速踏板油缸和制動踏板油缸分別通過杠桿與加速踏板和制動踏板鉸接，制動踏板油缸直徑小于加速踏板油缸直徑。

4、本裝置評述

4.1 設計的科學性先進性

目前，國內(nèi)外汽車均沒有設置防誤踩加速踏板強制制動裝置。就目前的相關研究來看，大多存在誤踩加速踏板時裝置反應不靈敏、強制制動后不能迅速解除制動、工作不可靠等弊端；且結(jié)構(gòu)較復雜，不適合中、低檔轎車及貨車裝用。

與現(xiàn)有的研究相比，本裝置具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便、工作可靠、能從根本上消除誤踩加速踏板引發(fā)的不良后果，且成本低廉，便于所有汽車裝用。

4.2 技術特點和優(yōu)勢

該裝置具有以下特點：

⑴該裝置在正常慢踩踏加速踏板時不起強制制動作用；而在誤將加速踏板當作制動踏板快踩時則可使汽車強制制動并停車。在放松加速踏板后，該裝置能夠自動解除制動。

⑵以液壓的方式設計防誤踩加速踏板強制裝置，方法新穎。

⑶采用液壓元件判斷和區(qū)分快踩和慢踩加速踏板，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠。

⑷強制制動放松加速踏板后，采用組合閥實現(xiàn)自動解除制動，結(jié)構(gòu)獨特。

⑸該裝置安全可靠、工作穩(wěn)定、成本低廉、裝用方便，對有效化解緊急情況時駕駛員誤踩加速踏板所帶來的危害、防止交通事故的發(fā)生、保護人民生命和財產(chǎn)安全具有極為重要的現(xiàn)實意義。

4.3 符合相關標準和法規(guī)情況

本裝置符合 GB7258-2012《機動車運行安全技術條件》的制動系“7.1 基本要求”、“7.2 行車制動”以及“7.3應急制動”的相關規(guī)定。同時，由于本裝置在正常踩踏加速踏板時不起作用，因此符合“7.13 路試檢驗制動性能”的相關要求，并符合《中華人民共和國道路交通安全法》的相關規(guī)定。

5、經(jīng)濟、社會效益與推廣應用前景

5.1 經(jīng)濟效益與社會效益

目前，我國汽車保有量過億，如果所有汽車加裝該裝置，則具有極為可觀的經(jīng)濟效益和廣闊的發(fā)展前景。若汽車加裝一套本裝置增價為800元，每套利潤為300元，如果1/10的在用汽車裝用本裝置，則本項目產(chǎn)值為 80億元，利潤為30億元。

安全是最大的節(jié)約。該裝置的推廣應用，預計能減少1%-1.5%左右的交通事故，能有效保護人民生命與財產(chǎn)安全。同時由于可在一定程度上減少交通事故，因而可減少交通堵塞概率，減輕交警、保險等系統(tǒng)的人力投入，因此，社會效益明顯。

5.2 推廣應用前景

隨著我國機動車保有量的日益增長，交通運輸安全也愈來愈成為人們關注的焦點，人們對交通運輸安全廣泛重視為本裝置的推廣應用奠定了基礎；我國數(shù)以億計的汽車為本系統(tǒng)的推廣應用提供了契機；結(jié)構(gòu)簡單、改裝容易、適用于所有車型，為本裝置的推廣應用創(chuàng)造了條件。

[1] 李駿.汽車防誤踩油門緊急制動裝置.http://www.patent-cn.com/B60R/CN2625214.shtml,2004,12.

[2] 賈佳鵬.防誤踩油門裝置的設計構(gòu)想[J].汽車電氣,2006,08:25-27.